L'energia solare è la fonte energetica più pulita, sicura e affidabile del futuro e il modo migliore per sfruttarla è sfruttare l'effetto fotovoltaico, che serve a convertire la luce solare incidente direttamente in elettricità e la cui storia è iniziata con la scoperta dell'effetto fotovoltaico nel 1839. Tuttavia, l'utilizzo del fotovoltaico per la fornitura di energia ha richiesto più di cento anni.
La nascita del fotovoltaico
Nel 1839 il fisico francese Alexandre-Edmond Becquerel, durante un esperimento fisico, scoprì che quando due elettrodi metallici in un fluido conduttore venivano illuminati con la luce, tra gli elettrodi scorreva una corrente, fenomeno che chiamò effetto fotovoltaico. In onore della sua scoperta, l'effetto fotovoltaico è noto anche come "effetto Becquerel".
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Nel 1883, l'inventore americano Charles Fritts inventò la prima cella solare rivestendo un semiconduttore di selenio con un sottilissimo strato d'oro per formare una giunzione metallo semiconduttore. L'efficienza di conversione del dispositivo era solo dell'1% circa, ma dimostrò il potenziale della tecnologia fotovoltaica come mezzo per generare elettricità.
Nei decenni successivi, i ricercatori continuarono a sperimentare diversi materiali e progetti di celle solari, con vari gradi di successo.
Nel 1954, i ricercatori dei Bell Labs, tra cui Daryl Chapin, Calvin S. Fuller e Gerald Pearson, crearono la prima cella solare in silicio monocristallino con un'efficienza di conversione del 6%. Questa scoperta segnò la nascita della tecnologia fotovoltaica.
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Lo sviluppo della tecnologia fotovoltaica
La crisi petrolifera degli anni '70 ha contribuito a stimolare l'interesse per le fonti di energia rinnovabili, tra cui l'energia solare.
Il 17 marzo 1958, il secondo satellite artificiale statunitense fu lanciato nello spazio tramite un vettore che utilizzava celle chimiche e fotovoltaiche. Questo piccolo satellite gettò le basi per l'uso delle celle solari, che da allora sono state gradualmente sviluppate per l'esplorazione dello spazio.
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Nel 1976, il governo australiano decise di far funzionare l'intera rete di telecomunicazioni nell'outback attraverso stazioni a celle fotovoltaiche.
Dal 1983, la Guardia Costiera degli Stati Uniti utilizza il fotovoltaico per alimentare i suoi fari e le sue luci di navigazione. A quel tempo, la quota degli Stati Uniti sul mercato globale del fotovoltaico si aggirava intorno al 21%, e il mercato del fotovoltaico forniva principalmente soluzioni per sistemi stand-alone.
Dopo il 2007, la tecnologia di generazione dell'energia fotovoltaica ha continuato a fare passi da gigante e allo stesso tempo, con la diffusione del concetto globale di vita a basse emissioni di carbonio, l'energia solare globale è entrata in una fase di rapido sviluppo e i Paesi hanno introdotto politiche di sovvenzione governativa.
Dal 2008 al 2013, il tasso di crescita annuale delle nuove installazioni fotovoltaiche è rimasto superiore al 50%, raggiungendo addirittura quasi l'80% nel 2011.
Oggi la tecnologia fotovoltaica è utilizzata in un'ampia gamma di applicazioni, dai piccoli pannelli solari per le singole abitazioni e aziende alle grandi centrali solari che forniscono elettricità a intere comunità. A livello globale, la capacità fotovoltaica annuale installata è passata da 16GW nel 2010 a 260GW entro il 2022.
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Nonostante i numerosi progressi della tecnologia fotovoltaica, ci sono ancora molte sfide da superare. Uno dei maggiori ostacoli è il costo elevato della produzione e dell'installazione dei pannelli solari, un costo che negli ultimi anni è costantemente diminuito. Lo sviluppo della tecnologia delle celle nell'industria fotovoltaica ha attraversato molte fasi, ma a prescindere da questo, il potenziale della tecnologia fotovoltaica per fornire energia pulita e rinnovabile è innegabile.
Con il proseguire della ricerca e dello sviluppo, è probabile che nei prossimi anni vedremo celle solari più efficienti ed economiche, che contribuiranno a ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili e a mitigare gli effetti del cambiamento climatico.
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